專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于形成電介質(zhì)的合成物及具有該合成物的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明通常涉及用于形成電介質(zhì)的合成物，使用合成物產(chǎn)生的電容器，以及具有電容器的印刷電路板。更具體地說(shuō)，本發(fā)明屬于用于形成電介質(zhì)的合成物，其被應(yīng)用于具有相對(duì)高的介電常數(shù)的嵌入電容器，使用該合成物產(chǎn)生的電容器，以及具有該電容器的印刷電路板。
背景技術(shù)：
：通常，安裝在印刷電路板(PCB)上的無(wú)源元件被看作微型化疊層襯底和提高疊層襯底的頻率的障礙。另外，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中快速嵌入趨勢(shì)和增加1/0量使得在有源元件周?chē)y以安置多個(gè)無(wú)源元件，因?yàn)橛性丛闹車(chē)臻g不足。此外，增加的半導(dǎo)體的工作頻率導(dǎo)致將電容器用于去耦，以便穩(wěn)定地將電源提供到輸入端。在這一方面，電容器不能降低由高頻率引起的電感直到與輸入端盡可能近地安置電容器為止。相對(duì)于微型化的近來(lái)趨勢(shì)和PCB的增加頻率，提出了在疊層襯底的有源芯片下安置無(wú)源元件，例如電容器的工藝，或在PCB或多層PCB中形成高介電層的技術(shù)，其中高介電層用作電容器，以便在有源芯片周?chē)?，在所需位置處安裝電容器。特別地，在如由Sanmina專(zhuān)利所指出的、U.S.專(zhuān)利Nos.5079069、5155655、5161086和5162977的現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)開(kāi)發(fā)了降低電感的方法，其中介電層形成為有源芯片下的嵌入電容器以便允許有源芯片電連接到嵌入電容器，同時(shí)與輸入端盡可能近地放置以便最大地降低導(dǎo)線的長(zhǎng)度。同樣地，要求用于形成嵌入電容器的介電層具有相對(duì)高的介電常數(shù)以及相對(duì)低的介電損耗。已經(jīng)將基于環(huán)氧樹(shù)脂的材料用作介電層的材料，其中在熱塑性或熱固性樹(shù)脂中分散粉末鐵電物質(zhì)，諸如BaTiCb，如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)Nos.Hei.5-57851、5-57852和7-9609中所公開(kāi)的。然而，包含熱塑性或熱固性樹(shù)脂以及彼此混合的鐵電物質(zhì)粉末的基于環(huán)氧樹(shù)脂的材料的不利之處在于當(dāng)使用該基于環(huán)氧樹(shù)脂的材料生產(chǎn)嵌入電容器時(shí)，該嵌入電容器具有相對(duì)低的介電常數(shù)6至22.5，以及難以通過(guò)增加鐵電物質(zhì)粉末的量來(lái)保證約20或更高，優(yōu)選地是50或更高的介電常數(shù)。可以通過(guò)Lithtenecker方程式，計(jì)算在基于環(huán)氧樹(shù)脂的材料中，由鐵電物質(zhì)粉末，諸如BaTi03的量而定的基于環(huán)氧樹(shù)脂材料的介電屬性。在這一方面，Lithtenecker方程式顯示出當(dāng)具有不同介電常數(shù)的物質(zhì)彼此并聯(lián)或串聯(lián)連接時(shí)，介電常數(shù)與物質(zhì)的量比有關(guān)。在串聯(lián)連接物質(zhì)的情況下，降低物質(zhì)的總介電常數(shù)。另一方面，當(dāng)并聯(lián)連接物質(zhì)的情況下，增加物質(zhì)的總介電常數(shù)。特別地，既不串聯(lián)也不并聯(lián)排列具有不同介電常數(shù)的物質(zhì)，而在復(fù)合襯底上以串聯(lián)和并聯(lián)排列的組合形式。因此，Lithtenecker方程式的指數(shù)值由不同物質(zhì)的混合比和混合方式(串聯(lián)排列、并聯(lián)排列以及串聯(lián)和并行排列的混合程度)而定，如圖1所示。在圖1中，kd'表示球形顆粒(即填料)的介電常數(shù)以及km'表示當(dāng)混合兩種(2)成分時(shí)，介質(zhì)(即樹(shù)脂)的介電常數(shù)。例如，當(dāng)指數(shù)值n為-l時(shí)，串聯(lián)排列所有物質(zhì)。另一方面，當(dāng)指數(shù)值n為+l時(shí)，并聯(lián)排列所有物質(zhì)。特別地，當(dāng)隨意分散材料粉末時(shí)，Lithtenecker方程式的指數(shù)值更接近于串聯(lián)排列。因此，難以提高介電常數(shù)。換句話說(shuō)，在合成物包含充當(dāng)基體的、具有非常低的介電常數(shù)的樹(shù)脂，諸如環(huán)氧樹(shù)脂和鐵電物質(zhì)粉末的情況下，即使提高鐵電物質(zhì)粉末的介電常數(shù)，使用包含串聯(lián)排列的樹(shù)脂和鐵電物質(zhì)粉末的合成物產(chǎn)生電容器。因此，由具有低介電常數(shù)的環(huán)氧樹(shù)脂的值控制電容器的總介電常數(shù)。同時(shí)，通過(guò)增加粉末量與樹(shù)脂的量的比率，增加介電常數(shù)。因此，必須增加合成物中鐵電物質(zhì)粉末的量比以便產(chǎn)生具有相對(duì)高的介電常數(shù)的合成物。然而，由于生產(chǎn)PCB的工藝的技術(shù)局限，不容易增加鐵電物質(zhì)粉末的量比。例如，當(dāng)增加合成物中鐵電物質(zhì)粉末的量比時(shí)，構(gòu)成PCB的陶瓷變得易碎，因此，降低了PCB的生產(chǎn)率。因此，難以在確保環(huán)氧樹(shù)脂的固有撓性的同時(shí)，提高合成物的介電常數(shù)。同時(shí)，已經(jīng)提出了將具有良好導(dǎo)電性的填料，諸如金屬粉末增加到樹(shù)脂中以便提高材料的介電常數(shù)的方法。對(duì)于此，即使通過(guò)將填料增加到樹(shù)脂中，不降低電極間的實(shí)際間隙，也能實(shí)現(xiàn)與降低電容器間的間隙的情況相同的效果，因此，增加了材料的直觀介電常數(shù)。然而，當(dāng)具有良好導(dǎo)電性的填料(導(dǎo)體)諸如金屬粉末增加到樹(shù)脂中時(shí)，很可能發(fā)生介質(zhì)擊穿。詳細(xì)地說(shuō)，當(dāng)按預(yù)定量或更多將金屬粉末增加到樹(shù)脂中時(shí)，發(fā)生滲透現(xiàn)象，因此，材料不充當(dāng)電介質(zhì)，而充當(dāng)導(dǎo)體。因此，因?yàn)闈B透現(xiàn)象，限制增加到樹(shù)脂的導(dǎo)電填料諸如金另外，當(dāng)導(dǎo)體，諸如金屬粉末增加到樹(shù)脂中時(shí)，由于由PCB的頻率變化引起的材料的渦流，不期望地增加材料的介電損耗。關(guān)于此，在日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)No.2002-334612中公開(kāi)了用于提高將金屬增加到樹(shù)脂中的材料的介電常數(shù)的技術(shù)。已經(jīng)努力來(lái)避免當(dāng)將金屬粉末增加到樹(shù)脂中時(shí)發(fā)生的不期望的滲透現(xiàn)象，其中在金屬粉末上涂以絕緣介電層。然而這一技術(shù)的問(wèn)題在于即使抑制金屬顆粒間的滲透以及提高介電常數(shù)，介電損耗相對(duì)高。
發(fā)明內(nèi)容因此，緊記在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述缺點(diǎn)，做出了本發(fā)明，以及本發(fā)明的目的是提供用于形成電介質(zhì)的合成物，其包含樹(shù)脂和半導(dǎo)體填料。同時(shí)，合成物具有良好的介電常數(shù)和相對(duì)低的介電損耗。本發(fā)明的另一目的是提供用于形成電介質(zhì)的合成物，其包括樹(shù)脂和半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。在這點(diǎn)上，合成物具有良好的介電常數(shù)以及相對(duì)低的介電損耗。本發(fā)明的另一目的是提供使用根據(jù)本發(fā)明的合成物產(chǎn)生的電容器。本發(fā)明的另一目的是提供具有根據(jù)本發(fā)明的電容器的PCB。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過(guò)提供一種用于形成電介質(zhì)的合成物來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，包括40至95vol。/。的熱塑性或熱固性樹(shù)脂；以及5至60vol。/。的半導(dǎo)體填料。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過(guò)提供使用用于形成本發(fā)明的電介質(zhì)的合成物產(chǎn)生的電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，通過(guò)提供具有本發(fā)明的電容器的PCB來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。從下述結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是示例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的兩種成分混合物的介電常數(shù)的圖。具體實(shí)施方式在下文中，將給出本發(fā)明的詳細(xì)描述。通常，結(jié)合介電或?qū)щ姴牧鲜褂脴?shù)脂以便產(chǎn)生具有所需介電常數(shù)的合成物。然而，增加介電材料不顯著地提高合成材料的介電常數(shù)，以及增加導(dǎo)電材料反而用來(lái)增加合成材料的介電損耗。另外，限制介電或?qū)щ姴牧系牧恳员惴乐箰夯铣晌锏奈锢韺傩?。本發(fā)明提供用于形成電介質(zhì)的合成物，其包括樹(shù)脂以及半導(dǎo)體材料或半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。這種合成物具有良好的介電常數(shù)以及相對(duì)低的介電損耗。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電介質(zhì)，與樹(shù)脂一起使用半導(dǎo)體填料以便使得合成物具有介電屬性。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，可以結(jié)合其他類(lèi)型的填料使用半導(dǎo)體填料。根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，半導(dǎo)體填料可以包括在其表面上形成的絕緣體層以便降低該合成物的介電損耗。可以通過(guò)熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂，例示構(gòu)成合成物，用于根據(jù)本發(fā)明形成電介質(zhì)的樹(shù)脂。熱固性樹(shù)脂的無(wú)限制、示例例子包括環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、氰酸鹽樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、它們的二元胺添加聚合物(diamineadditivepolymer)以及它們的混合物。另外，優(yōu)選地，熱固性樹(shù)脂具有良好的耐熱性。考慮到耐熱性、加工性以及成本，優(yōu)選地將環(huán)氧樹(shù)脂作為施加到合成物上的熱固性樹(shù)脂。環(huán)氧樹(shù)脂的示例性、而非限定的例子包括包含芳香環(huán)的環(huán)氧化合物的氫化合物，諸如可溶可熔酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、三羥基甲苯環(huán)氧樹(shù)脂、四甲苯乙垸環(huán)氧樹(shù)脂、以及雙環(huán)戊二烯環(huán)氧樹(shù)脂，脂族環(huán)氧樹(shù)脂或環(huán)己烷氧化物的衍生物，包含環(huán)氧樹(shù)脂的鹵素，諸如四溴雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂及其混合物。包含樹(shù)脂和半導(dǎo)體填料，用于形成電介質(zhì)的合成物可以進(jìn)一步包含固化劑、分散劑和/或抗泡劑。固化劑、分散劑和/或抗泡劑的量和種類(lèi)在本領(lǐng)域中是非常公知的，可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員適當(dāng)?shù)剡x擇。在使用環(huán)氧樹(shù)脂的情況下，可以使用環(huán)氧樹(shù)脂固化劑來(lái)產(chǎn)生合成物。此時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的非限制、示例性例子包括基于苯酚的固化劑，諸如酚醛，基于胺的固化劑，諸如雙氫胍、雙氫胺、聯(lián)苯胺甲烷以及聯(lián)苯脘砜、酸酐固化劑，諸如均苯四酸酐、偏苯三酸酐以及二苯甲酮四羧酸及它們的混合物。另外，熱塑性樹(shù)脂的非限制、示例性例子包括苯氧基樹(shù)脂、聚醚砜樹(shù)脂(polyethersulfoneresin)及它們的混合物。此外，用于形成電介質(zhì)的成分包含半導(dǎo)體填料，用來(lái)提高介電常數(shù)以及樹(shù)脂。半導(dǎo)體填料可以具有0.01至50pm.的平均顆粒大小。當(dāng)半導(dǎo)體填料的平均顆粒大小小于0.01.時(shí)，半導(dǎo)體填料不均勻地分散在合成物中。另一方面，當(dāng)半導(dǎo)體填料的平均顆粒大小大于50.時(shí)，降低合成物的加工性以及在合成物中形成空隙。通過(guò)非化學(xué)計(jì)量化合物，例如在平衡狀態(tài)下具有半導(dǎo)性的ZnO，示例說(shuō)明半導(dǎo)體填料。在這一方面，用于形成電介質(zhì)的合成物包含40-99vol。/。的樹(shù)脂以及1-60vol%的半導(dǎo)體填料。當(dāng)合成物中半導(dǎo)體填料的含量小于lvol。/。時(shí)。與使用具有相對(duì)高的介電常數(shù)的傳統(tǒng)填料的情形相比，該合成物的介電常數(shù)的提高是不足夠的，以及該合成物的介電損耗相對(duì)高。另一方面，當(dāng)合成物中半導(dǎo)體填料的含量大于60voP/。時(shí)，由于該合成物非常高的介電損耗，降低該合成物的絕緣屬性以及增加該合成物的阻抗。此時(shí)，即使增加包含半導(dǎo)體填料的該合成物的介電常數(shù)，會(huì)不期望地增加該合成物的介電損耗。因此，結(jié)合半導(dǎo)體填料，可以使用鐵電絕緣體，或可以在半導(dǎo)體填料的表面上形成絕緣體層以便防止增加該合成物的介電損耗。在這一方面，鐵電絕緣體填料的非限制、示例性例子包括BaTi03、PbTi03、基于Pb的鐵電絕緣體，諸如PMN-PT、SrTi03、CaTi03、MgTi03以及它們的混合物。用于形成電介質(zhì)的合成物可以包含以最大59volM的量的鐵電絕緣體填料，優(yōu)選地是基于該合成物的總量的10至59vol%。如上所述，將鐵電絕緣體填料增加到該合成物中以便抑制該合成物的介電損耗增加。然而，即使不將鐵電絕緣體填料增加到該合成物中，包含樹(shù)脂和半導(dǎo)體填料的合成物具有良好的介電常數(shù)。當(dāng)該合成物中鐵電絕緣體填料的含量大于59vol。/。時(shí)，該合成物的加工性能變?nèi)?。關(guān)于這一點(diǎn)，將鐵電絕緣體填料增加到該合成物中以便基于合成物的重量，鐵電絕緣體填料和半導(dǎo)體填料的總含量為l-60wt%。與在半導(dǎo)體填料的情形中相同，鐵電絕緣體填料具有0.01-50pm的平均顆粒大小。同樣地，可以在半導(dǎo)體填料的表面上形成絕緣體層以便抑制由半導(dǎo)體填料引起的該合成物的介電損耗增加。在這一方面，絕緣材料可以涂在半導(dǎo)體填料的表面上，或可以熱處理半導(dǎo)體填料以便在半導(dǎo)體填料的表面上形成絕緣體層。絕緣材料的非限制、示例性例子包括BaTi03和基于Pb的鐵電物質(zhì)。它們用來(lái)在半導(dǎo)體填料上形成絕緣層而不降低該合成物的介電常數(shù)。此外，根據(jù)液相涂敷工藝，可以在半導(dǎo)體填料的表面上涂以絕緣材料，然后熱處理合成的半導(dǎo)體填料以便在半導(dǎo)體填料的表面上形成絕緣體層。此時(shí)，基于半導(dǎo)體填料的量，在半導(dǎo)體填料的表面上涂以70-95vol%，優(yōu)選地是80-90voiy。的絕緣材料。例如當(dāng)絕緣材料的含量小于70vol。/。時(shí)，在半導(dǎo)體填料上不足地弄濕和涂以液體絕緣材料。另一方面，當(dāng)絕緣材料的含量大于95vol。/。時(shí)，在半導(dǎo)體填料的表面上形成的絕緣體層的結(jié)晶度很差。同時(shí)，可以將液相涂敷工藝分成溶膠-凝膠工藝和噴射工藝。在氧化氣氛下，以700至1300°C熱處理涂敷半導(dǎo)體填料達(dá)0.5至10小時(shí)，優(yōu)選地是達(dá)1至5小時(shí)。當(dāng)在低于700°C的溫度熱處理涂敷半導(dǎo)體填料時(shí)，將絕緣材料不足地分散到半導(dǎo)體填料的空位中。另一方面，當(dāng)在高于1300。C的溫度熱處理涂敷半導(dǎo)體填料時(shí)，半導(dǎo)體填料變得密集，從而改變半導(dǎo)體填料的物理屬性。同時(shí)，當(dāng)熱處理涂敷半導(dǎo)體填料低于0.5小時(shí)時(shí)，在半導(dǎo)體填料的表面上不期望地形成絕緣體層。另一方面，當(dāng)熱處理涂敷半導(dǎo)體填料高于10小時(shí)時(shí)，絕緣體層變得很厚，從而降低該合成物的介電常數(shù)。如上所述，可以熱處理半導(dǎo)體填料以便在其表面氧化，從而在半導(dǎo)體填料上形成絕緣體層。此時(shí)，在700至1300°C實(shí)施熱處理達(dá)0.5至10小時(shí)，優(yōu)選地達(dá)1至5小時(shí)。當(dāng)在低于700°C的溫度實(shí)施熱處理，使絕緣材料不充分地分散到半導(dǎo)體填料的空位中，從而禁止在半導(dǎo)體填料的表面上形成氧化層。另一方面，當(dāng)在高于1300。C的溫度實(shí)施熱處理時(shí)，會(huì)發(fā)生構(gòu)成半導(dǎo)體填料的顆粒生長(zhǎng)，導(dǎo)致降低半導(dǎo)體填料的物理屬性。此外，當(dāng)實(shí)施熱處理低于0.5小時(shí)時(shí)，在半導(dǎo)體填料的表面上不期望地形成絕緣體層。另一方面，當(dāng)實(shí)施熱處理大于IO小時(shí)時(shí)，絕緣體層變厚，降低了該合成物的介電常數(shù)。就此而論，通過(guò)熱處理，在半導(dǎo)體填料的表面上形成的氧化層充當(dāng)絕緣體層。同樣地，該合成物包含40-95vol。/。的樹(shù)脂以及5-60vol。/。的在其表面上具有絕緣體層的半導(dǎo)體填料。當(dāng)氧化半導(dǎo)體填料或在半導(dǎo)體填料的表面上形成絕緣體層時(shí)，與未氧化并且在其表面上不具有絕緣體層的半導(dǎo)體填料相比，可以稍微降低介電常數(shù)。因此，當(dāng)該合成物的半導(dǎo)體填料含量小于50voP/。時(shí)，該合成物的介電常數(shù)不期望地低。另外，當(dāng)合成物的半導(dǎo)體填料含量大于60vol。/。時(shí)，降低合成物的加工性能，因此，使用該合成物，難以形成薄片。就此而論，優(yōu)選地包括在其表面上形成的絕緣體層的半導(dǎo)體填料具有0.01至50pm.的平均顆粒大小。當(dāng)包括在其表面上形成的絕緣體層的半導(dǎo)體填料具有小于0.01|im.的平均顆粒大小時(shí)，在合成物中不均勻地分散半導(dǎo)體填料。另一方面，當(dāng)平均顆粒大小大于5(Him-時(shí)，降低該合成物的加工性能，以及使用合成物生產(chǎn)電容器期間，在合成物中形成空隙。此外，可以將鐵電絕緣體填料結(jié)合樹(shù)脂和包括絕緣體層的半導(dǎo)體填料添加到合成物中，用于形成電介質(zhì)。在該合成物包括樹(shù)脂和半導(dǎo)體填料的情況下，使用合成物形成的電介質(zhì)具有20或更高的介電常數(shù)，優(yōu)選地是50或更高，以及5或更低，優(yōu)選地是1或更低的介電損耗。因此，通常應(yīng)用用于根據(jù)本發(fā)明形成電介質(zhì)的合成物來(lái)產(chǎn)生具有相對(duì)高的介電常數(shù)的嵌入電容器以及具有嵌入電容器的PCB。另外，本發(fā)明提供用于形成電介質(zhì)的合成物，其包括樹(shù)脂和半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。在本發(fā)明中，將鐵電物質(zhì)用作所處理的介電材料以便具有半導(dǎo)性。包含樹(shù)脂和半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的合成物的樹(shù)脂可以與包含樹(shù)脂和半導(dǎo)體填料的合成物相同。另外，根據(jù)需要，合成物可以進(jìn)一步包括固化劑、分散劑和/或抗泡劑。在這方面，熱處理鐵電物質(zhì)，或?qū)㈩A(yù)定添加劑增加到鐵電物質(zhì)的表面上，然后熱處理合成的鐵電物質(zhì)，從而鐵電物質(zhì)獲得半導(dǎo)性。與使用傳統(tǒng)的鐵電物質(zhì)的情形不同，使用半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)增加了合成物的介電常數(shù)。此時(shí)，不增加或反而降低合成物的介電損耗。用BaTi03、PbTiO"基于Pb的鐵電物質(zhì)，諸如PMN-PT、SrTi03、CaTi03、MgTi03或它們的混合物示例根據(jù)本發(fā)明的鐵電物質(zhì)。換句話說(shuō)，在氧化、還原或真空氣氛下，以800至1300。C，優(yōu)選地是1000至1300°C熱處理鐵電物質(zhì)達(dá)0.5至10小時(shí)以便增加鐵電物質(zhì)中，用氧氣填充的空位(氧氣空位(oxygenvacancy))，從而獲得半導(dǎo)性。就此而論，當(dāng)在低于800°C的溫度或少于0.5小時(shí)的時(shí)間實(shí)施熱處理時(shí)，能量輸入不足以在鐵電物質(zhì)中形成氧空位。另一方面，當(dāng)在高于1300°C的溫度或大于10小時(shí)的時(shí)間實(shí)施熱處理時(shí)，在鐵電物質(zhì)中形成氧空位后，會(huì)發(fā)生構(gòu)成合成物的鐵電物質(zhì)的顆粒生長(zhǎng)，從而降低合成物的介電常數(shù)。如上所述，在氧化、還原和真空氣氛下實(shí)施熱處理。詳細(xì)地說(shuō)，在氧化氣氛的情況下，大氣或氧氣下實(shí)施熱處理同時(shí)使用N2氣體、H2氣體或N2和H2的混合氣體控制氧分壓。此時(shí)，使氧從鐵電物質(zhì)的內(nèi)部擴(kuò)散到外部，從而在鐵電物質(zhì)中形成氧空位。在還原氣氛的情況下，實(shí)施熱處理同時(shí)使用N2氣體、H2氣體或N2和H2的混合氣體控制氧分壓。此時(shí)，因?yàn)樵?00至1000°C實(shí)施熱處理，由于相對(duì)低的氧分壓，在鐵電物質(zhì)中形成用氧填充的氧空位，以及氧空位產(chǎn)生鐵電物質(zhì)的半導(dǎo)性。至于真空氣氛，由真空度控制氧空位的數(shù)量，以及在真空氣氛下實(shí)施熱處理以便增加氧空位，從而鐵電物質(zhì)獲得半導(dǎo)性。同時(shí)，在將添加劑增加到鐵電物質(zhì)上后，在氧化、還原或真空氣氛下，可以在800至1300°C，優(yōu)選地在1000至1300°C加處理鐵電物質(zhì)達(dá)0.5至10小時(shí)，從而獲得半導(dǎo)性。在這一方面，增加到鐵電物質(zhì)上的添加劑(在下文中，稱(chēng)為"摻雜劑)可以是從由Mn、Mg、Sr、Ca、Y和Nb的2+、3+和5+氧化物以及鑭系元素的氧化物組成的組選擇的至少一種。此時(shí)，從由Ce、Dy、Ho、Yb和Nd組成的組選擇鑭系元素?；?摩爾的鐵電物質(zhì)，按0.01至5mol%，優(yōu)選地是1至2mol%的量將摻雜劑添加到鐵電物質(zhì)中。當(dāng)鐵電物質(zhì)中的摻雜劑含量小于0.01moP/。時(shí)，氧空位的數(shù)量很小，從而不足地增加介電常數(shù)。另一方面，當(dāng)鐵電物質(zhì)中的摻雜劑含量大于5moiy。時(shí)，鐵電物質(zhì)具有兩個(gè)不同的相位，因此，降低鐵電物質(zhì)的介電常數(shù)。根據(jù)與熱處理不使用摻雜劑的鐵電物質(zhì)的情形相同的過(guò)程，實(shí)施將摻雜劑添加到鐵電物質(zhì)后的熱處理。根據(jù)本發(fā)明，用于形成電介質(zhì)的合成物可以包括40-95voP/。的樹(shù)脂以及5-60vol。/。的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。優(yōu)選地，合成物包括50至70vol%的樹(shù)脂以及30-50vol。/。的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。當(dāng)半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的含量小于5vol。/。時(shí)，合成物的介電常數(shù)相對(duì)較小。另一方面，當(dāng)半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的含量大于60voP/。時(shí)，降低合成物的加工性能。在合成物包括樹(shù)脂和半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的情況下，使用該合成物形成的介電層具有20或更大，優(yōu)選地是50或更大的介電常數(shù)，以及1或更小，優(yōu)選地是0.1或更小以及更好是0.05或更小的介電損耗。特別地，可以有效地應(yīng)用該合成物來(lái)產(chǎn)生具有相對(duì)高的介電常數(shù)的嵌入電容器，以及產(chǎn)生包括該嵌入電容器的PCB。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)熱處理鐵電物質(zhì)，或在將摻雜劑添加到鐵電物質(zhì)后，熱處理鐵電物質(zhì)產(chǎn)生的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)，本發(fā)明的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)具有高于傳統(tǒng)鐵電物質(zhì)二倍的介電常數(shù)，以及低于傳統(tǒng)鐵電物質(zhì)的介電損耗。因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)可以用來(lái)生產(chǎn)具有良好介電屬性的嵌入介電薄膜。例如，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用包括樹(shù)脂和半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的合成物來(lái)產(chǎn)生嵌入電容器的材料時(shí)，該材料具有50(lKHz)或更大的相對(duì)高的介電常數(shù)。此外，在使用本發(fā)明的包括半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的合成物來(lái)生產(chǎn)絕緣薄膜時(shí)，可以產(chǎn)生具有50或更高的介電常數(shù)以及0.05或更低的介電損耗的良好的絕緣薄膜。已經(jīng)概述了本發(fā)明，除非特別說(shuō)明，僅為示例說(shuō)明而非限制目的，通過(guò)參考在此提供的例子和比較性例子來(lái)獲得進(jìn)一步理解。例子1使用鐵電物質(zhì)(BaTi03)、金屬粉末(Cu，Ni)或作為填料的半導(dǎo)體填料(ZnO)，以及如在下表1中所述的雙酚A產(chǎn)生介電灰漿(slurry)，以及使用介電灰漿，產(chǎn)生如具有相對(duì)高的介電常數(shù)的固化合成物的電容器，估計(jì)由添加劑而定的電容器的介電屬性。根據(jù)如下所述的預(yù)定過(guò)程，處理填料，研磨成具有約0.2.的平均顆粒大小的顆粒，以及按20vol。/。的量與已經(jīng)與固化劑和以丙酮的分散劑混合過(guò)的雙酚A混合，產(chǎn)生灰漿。在這一方面，將雙氫胍作為固化劑增加到灰漿中，用這種方式，基于灰漿量，雙酚A與固化劑的重量比為62:8.5，以及將0.01vol。/。的磷酸酯作為分散劑增加到灰漿中。以100.的厚度將灰漿涂在具有35.厚度的銅板上，以及在170°C固化20分鐘以便產(chǎn)生介電層。在介電層上形成電極以便產(chǎn)生電容器。在IPC-TM-650的基礎(chǔ)上，使用阻抗分析器(HP4294A)，以lKHz的頻率測(cè)量電容器的介電損耗，以及在下表中描述該結(jié)果。同時(shí)，在例子1中使用的填料如下(1)BaTi03(2)半導(dǎo)體BaTi03,通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在真空氣氛下，以1100°C熱處理BaTi03達(dá)1小時(shí)的方式產(chǎn)生。(3)半導(dǎo)體BaTi03，以在將2mol。/。的CaO液體添加到BaTi03后，通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在真空氣氛下，以1100。C熱處理?yè)诫sCaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)的方式產(chǎn)生。(4)半導(dǎo)體BaTi03，以在將2mol。/。的CaO固體添加到BaTi03后，通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在氧化氣氛下，以1100°C熱處理?yè)诫sCaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)，然后，通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在真空氣氛下，在1100。C熱處理?yè)诫sCaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)的方式產(chǎn)生。(5)半導(dǎo)體BaTi03，以在將2mol。/。的CaO液體添加到BaTi03后，在氧化氣氛下，以790°C煅燒摻雜CaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)，然后，通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到U00。C，在真空氣氛下，在1100°C熱處理?yè)诫sCaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)的方式產(chǎn)生。(6)半導(dǎo)體BaTi03，以在將2mol。/。的CaO液體添加到BaTi03后，通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在氧化真空氣氛下，以1100°C熱處理?yè)诫sCaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)，然后，通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在真空氣氛下，在1100。C熱處理?yè)诫sCaO的BaTi03達(dá)1小時(shí)的方式產(chǎn)生。(7)Cu粉末(8)Cu粉末，用以基于Cu粉末量，在將90voP/。的BT添加到Cu粉末后，通過(guò)以5。C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在1100°C，在氧化氣氛下，熱處理?yè)诫sBT的Cu粉末達(dá)l小時(shí)產(chǎn)生。(9)Ni粉末，用以基于Ni粉末量，在將90voP/。的BT添加到Ni粉末后，通過(guò)以5。C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在1100°C,在氧化真空氣氛下，熱處理?yè)诫sBT的Ni粉末達(dá)1小時(shí)產(chǎn)生。(10)2.5vol。/。的Zno和17.5vol。/。的BCT(11)5.0voiy。的Zno和15.0vol。/。的BCT(12)7.5vol。/o的Zno和12.5vol。/。的BCT(13)10.0vol。/。的Zno和10.0vol。/。的BCT(14)ZnO粉末，包括在其表面上形成的氧化絕緣體層，用通過(guò)以5°C/min的速率，使溫度增加到1100°C，在1100°C，在氧化氣氛下，熱處理ZnO粉末達(dá)1小時(shí)產(chǎn)生。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>填料(1)、(7)至(9)包括根據(jù)本發(fā)明的處理過(guò)程，不處理的添加劑。填料(1)具有不良介電常數(shù)。在填料(7)的情況下，發(fā)生斷路，以及填料(8)具有相對(duì)大的介電損耗。另外，考慮到其介電損耗，填料(9)具有相對(duì)低的介電常數(shù)。因此，上述半導(dǎo)體填料(1)、(7)至(9)具有不良物理屬性，因此，認(rèn)為它們不是適合作為電介質(zhì)。然而，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用包括所處理的添加劑的灰漿產(chǎn)生的電容器具有良好的介電屬性，諸如相對(duì)高的介電常數(shù)以及相對(duì)低的介電損耗。另外，填料(11)具有相對(duì)高的介電損耗，但與介電損耗相比，具有相當(dāng)高的介電常數(shù)，因此，填料(11)具有良好的介電屬性。另外，根據(jù)本發(fā)明，使用包含40vol。/。填料的合成物產(chǎn)生的電介質(zhì)的介電常數(shù)是使用包含例子1的20vol。/。添加劑的介電灰漿產(chǎn)生的電介質(zhì)的兩倍。例子2除按約L的平均顆粒大小磨碎每種介電物質(zhì)A和B以及每種磨碎的物質(zhì)A和B與44vol。/。的樹(shù)脂混合，重復(fù)例子1的過(guò)程以便產(chǎn)生介電灰漿以及電容器。測(cè)量電容器的介電常數(shù)以及介電損耗，以及在下表2中描述該結(jié)果。在基于lmol的鐵電物質(zhì)BaTi03，將2mol。/。的CaO增加到鐵電物質(zhì)上后，通過(guò)按5°C/min的速率，使溫度增加達(dá)1100°C，在真空氣氛下，在1100。C，使合成的鐵電物質(zhì)熱處理達(dá)1小時(shí)以完成用作半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)A的BaTi03粉末。同時(shí)，通過(guò)按5。C/min的速率，使溫度增加達(dá)U00。C，在真空氣氛下，在U00。C，使BaTi03熱處理達(dá)1小時(shí)以完成用作半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)B的BaTi03粉末。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>當(dāng)電容器包括44vol。/。的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)A和B時(shí)，電容器具有50或更大的良好的介電常數(shù)以及相對(duì)低的介電損耗。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，使用以40voP/?；蚋罅康?、包括半導(dǎo)體填料或半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的合成物產(chǎn)生的電介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在于其介電常數(shù)相對(duì)高以及其介電損耗相對(duì)低。在這一方面，有效地應(yīng)用該電介質(zhì)來(lái)產(chǎn)生具有良好介電常數(shù)的嵌入電容器以及具有該嵌入電容器的PCB。用示例的方式，描述了本發(fā)明，應(yīng)理解到所使用的術(shù)語(yǔ)意圖是描述性質(zhì)而是限制。鑒于上述教導(dǎo)，本發(fā)明的許多改進(jìn)和修改是可能的。因此，應(yīng)理解到，在附加權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)，除特別描述之外，可以實(shí)施本發(fā)明。權(quán)利要求1.一種用于形成電介質(zhì)的合成物，包括40至95vol％的熱塑性或熱固性樹(shù)脂；以及5至60vol％的半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。2.如權(quán)利要求l所述的合成物，其中，在真空氣氛、氧化氣氛或還原氣氛下，通過(guò)在800至1300°C熱處理鐵電物質(zhì)達(dá)0.5至10小時(shí)，產(chǎn)生所述半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)。3.如權(quán)利要求2所述的合成物，其中，所述鐵電物質(zhì)是從由BaTi03、PbTi03、PMN-PT、SrTi03、CaTi03、MgTi03組成的組選擇的。4.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，在基于lmol的所述鐵電物質(zhì)，將0.01至5mol。/。的摻雜劑添加到鐵電物質(zhì)中后，通過(guò)在真空氣氛、氧化氣氛或還原氣氛下，在800至1300°C熱處理鐵電物質(zhì)達(dá)0.5至10小時(shí)，產(chǎn)生所述半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)，以及所述摻雜劑是從由Mn、Mg、Sr、Ca、Y和Nb的2+、3+和5+氧化物以及鑭系元素的氧化物組成的組選擇的至少一種，所述鑭系元素是從由Ce、Dy、Ho、Yb和Nd組成的組選擇的。5.如權(quán)利要求4所述的合成物，其中，所述鐵電物質(zhì)是從由BaTi03、PbTi03、PMN-PT、SrTi03、CaTi03、MgTi03組成的組選擇的。6.如權(quán)利要求1所述的合成物，其中，所述半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的平均顆粒大小為0.01至50pm。7.如權(quán)利要求l所述的合成物，其中，所述熱固性樹(shù)脂是從由環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、氰酸鹽樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、它們的二元胺添加聚合物(diamineadditivepolymer)以及它們的混合物組成的組選擇的。8.如權(quán)利要求2所述的合成物，其中，所述熱塑性樹(shù)脂是從由苯氧基樹(shù)脂、聚醚砜樹(shù)脂(polyethersulfoneresin)及它們的混合物組成的組選擇的。9.一種電容器，使用用于形成如權(quán)利要求1的電介質(zhì)的合成物產(chǎn)生。10.—種印刷電路板，包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容器。全文摘要公開(kāi)了一種合成物，用于形成應(yīng)用于具有高介電常數(shù)的嵌入電容器的電介質(zhì)，使用該合成物產(chǎn)生的電容器，以及具有電容器的PCB。該合成物包括40至99vol％的熱塑性或熱固性樹(shù)脂；以及1至60vol％的半導(dǎo)體填料。另外，該合成物包括40至95vol％的熱塑性或熱固性樹(shù)脂；以及5至60vol％的半導(dǎo)體填料。此外，本發(fā)明提供使用該合成物產(chǎn)生的電容器，以及具有電容器的PCB。因此，使用包括半導(dǎo)體填料或半導(dǎo)體鐵電物質(zhì)的合成物產(chǎn)生的電介質(zhì)的好處在于介電常數(shù)很高以及介電損耗低。通常應(yīng)用電介質(zhì)來(lái)產(chǎn)生具有高介電常數(shù)的嵌入電容器以及具有嵌入電容器的PCB。文檔編號(hào)H01B3/10GK101325128SQ20081012554公開(kāi)日2008年12月17日申請(qǐng)日期2004年6月30日優(yōu)先權(quán)日2004年5月4日發(fā)明者申孝順,金正柱,金鎮(zhèn)浩,高旼志申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社